如何解決MySQL查詢速度慢與性能差的問題

如何解決MySQL查詢速度慢與性能差的問題，相信很多沒有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個(gè)問題。

一、什么影響了數(shù)據(jù)庫查詢速度

1.1 影響數(shù)據(jù)庫查詢速度的四個(gè)因素

1.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

QPS：Queries Per Second意思是“每秒查詢率”，是一臺(tái)服務(wù)器每秒能夠相應(yīng)的查詢次數(shù)，是對(duì)一個(gè)特定的查詢服務(wù)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所處理流量多少的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

TPS：是TransactionsPerSecond的縮寫，也就是事務(wù)數(shù)/秒。它是軟件測(cè)試結(jié)果的測(cè)量單位?？蛻魴C(jī)在發(fā)送請(qǐng)求時(shí)開始計(jì)時(shí)，收到服務(wù)器響應(yīng)后結(jié)束計(jì)時(shí)，以此來計(jì)算使用的時(shí)間和完成的事務(wù)個(gè)數(shù)。

Tips：最好不要在主庫上數(shù)據(jù)庫備份，大型活動(dòng)前取消這樣的計(jì)劃。

• 效率低下的sql：超高的QPS與TPS。

• 大量的并發(fā)：數(shù)據(jù)連接數(shù)被占滿(max_connection默認(rèn)100，一般把連接數(shù)設(shè)置得大一些)。

并發(fā)量:同一時(shí)刻數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理的請(qǐng)求數(shù)量

• 超高的CPU使用率：CPU資源耗盡出現(xiàn)宕機(jī)。

• 磁盤IO：磁盤IO性能突然下降、大量消耗磁盤性能的計(jì)劃任務(wù)。解決：更快磁盤設(shè)備、調(diào)整計(jì)劃任務(wù)、做好磁盤維護(hù)。

1.3 網(wǎng)卡流量：如何避免無法連接數(shù)據(jù)庫的情況

• 減少從服務(wù)器的數(shù)量(從服務(wù)器會(huì)從主服務(wù)器復(fù)制日志)

• 進(jìn)行分級(jí)緩存(避免前端大量緩存失效)

• 避免使用select * 進(jìn)行查詢

• 分離業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

1.4 大表帶來的問題(重要)

1.4.1 大表的特點(diǎn)

• 記錄行數(shù)巨大，單表超千萬

• 表數(shù)據(jù)文件巨大，超過10個(gè)G

1.4.2 大表的危害

1.慢查詢：很難在短時(shí)間內(nèi)過濾出需要的數(shù)據(jù)

查詢字區(qū)分度低 -> 要在大數(shù)據(jù)量的表中篩選出來其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤io -> 降低磁盤效率

2.對(duì)DDL影響：

建立索引需要很長時(shí)間：

• MySQL -v<5.5 建立索引會(huì)鎖表

• MySQL -v>=5.5 建立索引會(huì)造成主從延遲(mysql建立索引，先在組上執(zhí)行，再在庫上執(zhí)行)

修改表結(jié)構(gòu)需要長時(shí)間的鎖表：會(huì)造成長時(shí)間的主從延遲('480秒延遲')

1.4.3 如何處理數(shù)據(jù)庫上的大表

分庫分表把一張大表分成多個(gè)小表

難點(diǎn)：

1. 分表主鍵的選擇

2. 分表后跨分區(qū)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)

1.5 大事務(wù)帶來的問題(重要)

1.5.1 什么是事務(wù)

1.5.2事務(wù)的ACID屬性

1.原子性(atomicity)：全部成功，全部回滾失敗。銀行存取款。

2.一致性(consistent)：銀行轉(zhuǎn)賬的總金額不變。

3.隔離性(isolation)：

隔離性等級(jí)：

• 未提交讀(READ UNCOMMITED) 臟讀,兩個(gè)事務(wù)之間互相可見;

• 已提交讀(READ COMMITED)符合隔離性的基本概念,一個(gè)事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它已提交的事物對(duì)于該事務(wù)是可見的，即可以獲取其它事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。

• 可重復(fù)讀(REPEATABLE READ) InnoDB的默認(rèn)隔離等級(jí)。事務(wù)進(jìn)行時(shí)，其它所有事務(wù)對(duì)其不可見，即多次執(zhí)行讀，得到的結(jié)果是一樣的!

• 可串行化(SERIALIZABLE) 在讀取的每一行數(shù)據(jù)上都加鎖，會(huì)造成大量的鎖超時(shí)和鎖征用，嚴(yán)格數(shù)據(jù)一致性且沒有并發(fā)是可使用。

查看系統(tǒng)的事務(wù)隔離級(jí)別：show variables like '%iso%';

開啟一個(gè)新事務(wù)：begin;

提交一個(gè)事務(wù)：commit;

修改事物的隔離級(jí)別：set session tx_isolation='read-committed';

4.持久性(DURABILITY)：從數(shù)據(jù)庫的角度的持久性，磁盤損壞就不行了

redo log機(jī)制保證事務(wù)更新的一致性和持久性

1.5.3 大事務(wù)

運(yùn)行時(shí)間長，操作數(shù)據(jù)比較多的事務(wù);

風(fēng)險(xiǎn)：鎖定數(shù)據(jù)太多，回滾時(shí)間長，執(zhí)行時(shí)間長。

• 鎖定太多數(shù)據(jù)，造成大量阻塞和鎖超時(shí);

• 回滾時(shí)所需時(shí)間比較長，且數(shù)據(jù)仍然會(huì)處于鎖定;

• 如果執(zhí)行時(shí)間長，將造成主從延遲，因?yàn)橹挥挟?dāng)主服務(wù)器全部執(zhí)行完寫入日志時(shí)，從服務(wù)器才會(huì)開始進(jìn)行同步，造成延遲。

解決思路：

• 避免一次處理太多數(shù)據(jù)，可以分批次處理;

• 移出不必要的SELECT操作，保證事務(wù)中只有必要的寫操作。

二、什么影響了MySQL性能(非常重要)

2.1 影響性能的幾個(gè)方面

• 服務(wù)器硬件。

• 服務(wù)器系統(tǒng)(系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化)。

• 存儲(chǔ)引擎。

MyISAM： 不支持事務(wù)，表級(jí)鎖。

InnoDB: 支持事務(wù)，支持行級(jí)鎖，事務(wù)ACID。

• 數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置。

• 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和SQL語句。(重點(diǎn)優(yōu)化)

2.2 MySQL體系結(jié)構(gòu)

分三層：客戶端->服務(wù)層->存儲(chǔ)引擎

1. MySQL是插件式的存儲(chǔ)引擎，其中存儲(chǔ)引擎分很多種。只要實(shí)現(xiàn)符合mysql存儲(chǔ)引擎的接口，可以開發(fā)自己的存儲(chǔ)引擎!

2. 所有跨存儲(chǔ)引擎的功能都是在服務(wù)層實(shí)現(xiàn)的。

3. MySQL的存儲(chǔ)引擎是針對(duì)表的，不是針對(duì)庫的。也就是說在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中可以使用不同的存儲(chǔ)引擎。但是不建議這樣做。

2.3 InnoDB存儲(chǔ)引擎

MySQL5.5及之后版本默認(rèn)的存儲(chǔ)引擎：InnoDB。

2.3.1 InnoDB使用表空間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

show variables like 'innodb_file_per_table

如果innodb_file_per_table 為 ON 將建立獨(dú)立的表空間，文件為tablename.ibd;

如果innodb_file_per_table 為 OFF 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到系統(tǒng)的共享表空間，文件為ibdataX(X為從1開始的整數(shù));

.frm ：是服務(wù)器層面產(chǎn)生的文件，類似服務(wù)器層的數(shù)據(jù)字典，記錄表結(jié)構(gòu)。

2.3.2 (MySQL5.5默認(rèn))系統(tǒng)表空間與(MySQL5.6及以后默認(rèn))獨(dú)立表空間

1.1 系統(tǒng)表空間無法簡單的收縮文件大小，造成空間浪費(fèi)，并會(huì)產(chǎn)生大量的磁盤碎片。

1.2 獨(dú)立表空間可以通過optimeze table 收縮系統(tǒng)文件，不需要重啟服務(wù)器也不會(huì)影響對(duì)表的正常訪問。

2.1 如果對(duì)多個(gè)表進(jìn)行刷新時(shí)，實(shí)際上是順序進(jìn)行的，會(huì)產(chǎn)生IO瓶頸。

2.2 獨(dú)立表空間可以同時(shí)向多個(gè)文件刷新數(shù)據(jù)。

強(qiáng)烈建立對(duì)Innodb 使用獨(dú)立表空間，優(yōu)化什么的更方便，可控。

2.3.3 系統(tǒng)表空間的表轉(zhuǎn)移到獨(dú)立表空間中的方法

1、使用mysqldump 導(dǎo)出所有數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)(存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器、計(jì)劃任務(wù)一起都要導(dǎo)出 )可以在從服務(wù)器上操作。

2、停止MYsql 服務(wù)器，修改參數(shù)(my.cnf加入innodb_file_per_table)，并刪除Inoodb相關(guān)文件(可以重建Data目錄)。

3、重啟MYSQL，并重建Innodb系統(tǒng)表空間。

4、 重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

或者 Alter table 同樣可以的轉(zhuǎn)移，但是無法回收系統(tǒng)表空間中占用的空間。

2.4 InnoDB存儲(chǔ)引擎的特性

2.4.1 特性一：事務(wù)性存儲(chǔ)引擎及兩個(gè)特殊日志類型：Redo Log 和 Undo Log

1. Innodb 是一種事務(wù)性存儲(chǔ)引擎。

2. 完全支持事務(wù)的ACID特性。

3. 支持事務(wù)所需要的兩個(gè)特殊日志類型：Redo Log 和Undo Log

Redo Log：實(shí)現(xiàn)事務(wù)的持久性(已提交的事務(wù))。

Undo Log：未提交的事務(wù)，獨(dú)立于表空間，需要隨機(jī)訪問，可以存儲(chǔ)在高性能io設(shè)備上。

Undo日志記錄某數(shù)據(jù)被修改前的值，可以用來在事務(wù)失敗時(shí)進(jìn)行rollback;Redo日志記錄某數(shù)據(jù)塊被修改后的值，可以用來恢復(fù)未寫入data file的已成功事務(wù)更新的數(shù)據(jù)。

2.4.2 特性二：支持行級(jí)鎖

1. InnoDB支持行級(jí)鎖。

2. 行級(jí)鎖可以最大程度地支持并發(fā)。

3. 行級(jí)鎖是由存儲(chǔ)引擎層實(shí)現(xiàn)的。

2.5 什么是鎖

2.5.1 鎖 

2.5.2 鎖類型

2.5.3 鎖的粒度

MySQL的事務(wù)支持不是綁定在MySQL服務(wù)器本身，而是與存儲(chǔ)引擎相關(guān)

將table_name加表級(jí)鎖命令：lock table table_name write; 寫鎖會(huì)阻塞其它用戶對(duì)該表的&lsquo;讀寫&rsquo;操作，直到寫鎖被釋放：unlock tables;

1. 鎖的開銷越大，粒度越小，并發(fā)度越高。

2. 表級(jí)鎖通常是在服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)的。

3. 行級(jí)鎖是存儲(chǔ)引擎層實(shí)現(xiàn)的。innodb的鎖機(jī)制，服務(wù)器層是不知道的

2.5.4 阻塞和死鎖

(1)阻塞是由于資源不足引起的排隊(duì)等待現(xiàn)象。

(2)死鎖是由于兩個(gè)對(duì)象在擁有一份資源的情況下申請(qǐng)另一份資源，而另一份資源恰好又是這兩對(duì)象正持有的，導(dǎo)致兩對(duì)象無法完成操作，且所持資源無法釋放。

2.6 如何選擇正確的存儲(chǔ)引擎

參考條件：

1. 事務(wù)

2. 備份(Innobd免費(fèi)在線備份)

3. 崩潰恢復(fù)

4. 存儲(chǔ)引擎的特有特性

總結(jié):Innodb大法好。

注意:盡量別使用混合存儲(chǔ)引擎，比如回滾會(huì)出問題在線熱備問題。

2.7 配置參數(shù)

2.7.1 內(nèi)存配置相關(guān)參數(shù)

確定可以使用的內(nèi)存上限。

內(nèi)存的使用上限不能超過物理內(nèi)存，否則容易造成內(nèi)存溢出;(對(duì)于32位操作系統(tǒng)，MySQL只能試用3G以下的內(nèi)存。)

確定MySQL的每個(gè)連接單獨(dú)使用的內(nèi)存。

sort_buffer_size #定義了每個(gè)線程排序緩存區(qū)的大小，MySQL在有查詢、需要做排序操作時(shí)才會(huì)為每個(gè)緩沖區(qū)分配內(nèi)存(直接分配該參數(shù)的全部內(nèi)存);join_buffer_size #定義了每個(gè)線程所使用的連接緩沖區(qū)的大小，如果一個(gè)查詢關(guān)聯(lián)了多張表，MySQL會(huì)為每張表分配一個(gè)連接緩沖，導(dǎo)致一個(gè)查詢產(chǎn)生了多個(gè)連接緩沖;read_buffer_size #定義了當(dāng)對(duì)一張MyISAM進(jìn)行全表掃描時(shí)所分配讀緩沖池大小，MySQL有查詢需要時(shí)會(huì)為其分配內(nèi)存，其必須是4k的倍數(shù);read_rnd_buffer_size #索引緩沖區(qū)大小，MySQL有查詢需要時(shí)會(huì)為其分配內(nèi)存，只會(huì)分配需要的大小。

注意：以上四個(gè)參數(shù)是為一個(gè)線程分配的，如果有100個(gè)連接，那么需要&times;100。

MySQL數(shù)據(jù)庫實(shí)例：

①M(fèi)ySQL是單進(jìn)程多線程(而oracle是多進(jìn)程)，也就是說MySQL實(shí)例在系統(tǒng)上表現(xiàn)就是一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，即進(jìn)程;

②MySQL實(shí)例是線程和內(nèi)存組成，實(shí)例才是真正用于操作數(shù)據(jù)庫文件的;

一般情況下一個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫;集群情況下多個(gè)實(shí)例操作一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫。

如何為緩存池分配內(nèi)存：

Innodb_buffer_pool_size，定義了Innodb所使用緩存池的大小，對(duì)其性能十分重要，必須足夠大，但是過大時(shí)，使得Innodb 關(guān)閉時(shí)候需要更多時(shí)間把臟頁從緩沖池中刷新到磁盤中;

總內(nèi)存-(每個(gè)線程所需要的內(nèi)存*連接數(shù))-系統(tǒng)保留內(nèi)存

key_buffer_size，定義了MyISAM所使用的緩存池的大小，由于數(shù)據(jù)是依賴存儲(chǔ)操作系統(tǒng)緩存的，所以要為操作系統(tǒng)預(yù)留更大的內(nèi)存空間;

select sum(index_length) from information_schema.talbes where engine='myisam'

注意：即使開發(fā)使用的表全部是Innodb表，也要為MyISAM預(yù)留內(nèi)存，因?yàn)镸ySQL系統(tǒng)使用的表仍然是MyISAM表。

max_connections 控制允許的***連接數(shù)， 一般2000更大。

不要使用外鍵約束保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.8 性能優(yōu)化順序

從上到下：

看完上述內(nèi)容，你們掌握如何解決MySQL查詢速度慢與性能差的問題的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！